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6-3 連結系統在開放建築設計及分析上之應用

連結系統之存在乃基於下列開放建築之事實:

VR 設備(動作追蹤器)

3D 滑鼠

業主 陳先生

CAD Server

溝通

控制

VR 設備、3D 滑鼠

業主 陳先生

VR 設備、3D 滑鼠

專家系統 佈景主題 精靈

系統間相互關係:建築可依層級區分為數個子系統,一子系統移置調整勢 必涉及相鄰或相關系統之調整,譬如移動廚房單元勢必遷動水電系統,複 式地板可簡化調整個程,簡化程度可由降低接頭複雜程度得知。

連接源頭(Source)與終端(End)之架構:服務核與個使用空間聯繫為一 連結實例,其間包括電力、空調、水管、保全等系統,以電線、電纜、水 管或空調管道方式輸送,空間設計上之調整必導致相關系統重新配置。

當服務核被視做是系統連接源頭時,系統功能亦唯有在運送管道安然抵達終端 時方能發揮,因此在支架體與填充物之上,聯繫源頭與終端之架構便扮演重要 角色,事實上,該架構乃另一尺度上之支架體,只是填充物為空間及機電系統。

開放建築設計過程為一在限制狀況下之空間操控過程。當一支架體系統被定義 後,填充物的型態即承受了某種移動彈性上之限制,雖然一規劃完善的模距設 計可確保設計內容的多樣性,空間的調整或構件的安裝仍須依循規則。

開放建築系統在填充物及支架體方面區分為數個層級,機電系統在支架體中和 空間系統或家俱系統共存,這種共存關係反映至系統整合中時,一系統位置的 變化將會遷動其他系統以獲取較佳性能表現。

建築空間調整常反應使用需求變化,開放建築常用以參考之格子系統(Grid)

本身兼具建構(Constructional )與構組(Compositional )工具功能,因此工 具與建築構件間關係應予以定義:似乎二者間不僅於支架體與填充物關係,更 有連結(Link)屬性存於其中。一般而言,格子系統界定一配置填充物之架構,

格線間之 belt 用於安置填充物,而 edge 用做是 belt 區尺寸變化之緩衝,以確 保空間或構件配置彈性。配置通常反應了設計過程中調整事實,既然格子狀的 支架體系統已存在,任何調整即應在 edge 區容許誤差內依循格子限制

(Constraints),事實上填充物即連結於支架體上且受其構架之限制。

開放建築設計之優點在於提供建築構件操控之彈性,當家庭需求因組成份子數 目改變時,牆版可移動以擴大居室空間或圍出另一房間,對彈性隔間之需求促 使了填充物與結構構件間關係新的定義,當變動的需求反應至 CAAD 系統之設 計與操作時,認為構件是單一物件之想法便應改為構件與連結組成之概念,換 言之,開放建築系統應基於連結系統來設計以輔助互動式之變更過程,在 CAAD

系統中接頭與構件應定義於支架體與填充物之下。

本節之目的在針對連結系統之建構、操作及控制方式提出一系統化方式以改變 設計效率。當一建築系統提出時,構件間之關係與其本身一樣需要定義。雖然 以構件為主的幾何體(如點、線、面、多面體)表達方式常見於現有的 CAAD 應用程式中,早期程式中較少可用以定義連結關係之功能,現現較多且以反向 動力學(Inverse Kinetics)方式描述。

6-3.1

系統及對應資料型態

如果構件及其間關係為定義一系統之先決條件,用以表達定義的資料型態應不 僅止於描述物件之幾何定義,額外的關係屬性通常需內建程式語言(Internal Programming Language)以定義之。然而並非所有程式均開放此功能,替選方案 之一乃應用如連結之程式內建功能,在較高操作階層界定構件平移及旋轉限 制。所以,新的資料系統、操作方式及觀念應運而生。

重新配置填充物有多種方式,現採用可定義設計限制之工具,功能包括格子抓 點(Snap)及連結功能。支架體下之移動至少可定義出四種購件間的連結:

1. 單維線性連結:允許構件延 X、Y 或 Z 軸平移。

2. 二維線性連結:允許構件延 X、Y 或 Z 軸中任二軸平移。

3. 二維球形連結:允許構件延 X、Y 或 Z 軸中任二軸旋轉。

4. 單維線性及球形連結:允許一構件延 X、Y 或 Z 軸旋轉及平移。

連結功能可協助具重覆性建築或景觀構件之建立,構件實例如牆板、地板及天 花板磚(Tile)及結構構件均是。一連結須具備錨定點(Anchor)及移動限制,

錨定點在連結建立同時指定位置可變更,移動限制包括指定給各構件之旋轉角 度及位移尺度。

連結資料定義述說了數個連接特質:

1. 連結物件與單一幾何體原型(primitives)或物件不同:由物件群組概念取代 單一分散或不連續之個體,連結之物件亦可用以建立圖庫。CAAD 程式建

立之物件通常由個體或數個不同形狀幾何體原型建構而成,特別之物件可儲 存於圖庫中以備後續使用。現原有圖件應用方式將有所改變,以往插入一圖 件並複製之方式可由直接插入連結物件取代。

2. 連結物件與群組(Grouped)物件不同:接頭(Joints)之存在使被連結構件 得以移動,僅管各構件在連結體內可處於相同位階,群組的物件較難以產生 相對移動,且外形不易改變。設計過程中群組與解除群組指令常交互執行於 平面配置時,相較之下連結物件組具有可依不同層級操作物體之優點,無須 事先解除任何接頭,只要先行定義接頭和構件便可。

3. 可操作構件不同於固定式構件:CAD 程式中的圖件通常無法改變構件的相 對位置,也因此無法滿足描述日常生活中真實物件行為(如門扇、窗扇移動)

之需求,可操作構件可協助下列功能檢核:

協助設計者藉由人與傢俱碰撞或物件重疊發生與否檢核預留空隙

(Clearcnce)是否符合人體工學需求;

依照規範建構構件尺寸,檢核細部結構是否契合。

4. 相對變形不同於群組變形:變形可區分為連結變形與自由變形二種,相對群 組構件必須一致移動情形下,連結物件可藉由相鄰接頭之定義描述個別移動 行為。如同單一物件可延 X、Y、Z 軸平移、旋轉及縮放一般,連結之各構 件均可如是變形。當延伸(Stretch)指令執行時,各構件將等分伸展,所以 可調整的位移取代了原有複製填入(Array 或 Copy)之功能。

6-3.2

應用實例

基於上述特質,連結系統可分別運用於開放建築不同部分,本部分實例建構乃 應用 PC 上 3D 軟體 True Space 3.1 完成。

定義設計限制:

初步設計階段即定義塊狀形體與連接關係,協助發展可能造型(見圖 6-3)

界定建築構件外形及相鄰關係

定義實體及虛體(Void):實體如機電構件,虛體如設置系統所需要的 空間

闡釋設計案:表達如空間規劃之內部關係架構。

ISDN,POTS T1,T3

POTS 辦公設備,

電器

表 6-3:與衛浴設備相關之子系統 浴室

水管 照明 電力 電話 插座 位置 天花板、樓板 天花板、牆 天花板、牆 牆 檯面 型式 冷熱供水、排

水、污水

直接或間接 照明、送風機 電器

圖 6-4:辦公工作家具單元及連結構件

圖 6-5:連結之空調管道